by 
Είναι το φαινόμενο της εκπομπής ηλεκτρονίων από την επιφάνεια (συνήθως μεταλλική ή ημιαγώγιμη ) ενός υλικού, όταν προσπέσει σε αυτήν φως (συνήθως υπεριώδης ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία).
Α. Πειραματική Διάταξη
Μονοχρωματικό φως εισέρχεται στον αερόκενο κύλινδρο (σχήμα 1), προσπίπτει στην κάθοδο C (π.χ. μεταλλική από Κ, Να ή Cs) και το γαλβανόμετρο G, μπορεί να μετρήσει κάποιο ηλεκτρικό ρεύμα έντασης Ιe, αν από την κάθοδο εξέλθουν ηλεκτρόνια και φτάσουν στην άνοδο Α.
Μεταξύ ανόδου – καθόδου δημιουργούμε ηλεκτρικό πεδίο, την ένταση του οποίου μπορούμε να μεταβάλλουμε με τη βοήθεια του διαιρέτη τάσης, αλλάζοντας την τάση VAC. Η πηγή με ΗΕΔ Ε, μπορεί να αλλάζει και πολικότητα.
Αφιερώνεται σε όλους τους καλούς συναδέλφους του Υλικού, που μέσα στο καλοκαίρι αυτοεπιμορφώνονται και μας επιμορφώνουν…
Είχα ξεκινήσει να γράφω κάτι πάνω στο φωτοηλεκτρικό, αλλά τώρα δεν έχει νόημα. Ανδρέα συγχαρητήρια για την εκτεταμένη παρουσίαση, η οποία θα μας βοηθήσει όλους. Ατομική ευθύνη και η επιμόρφωση…
Να προσθέσω ότι στη σχέση (2) που δίνει την τάση αποκοπής συναρτήσει της συχνότητας, η γραφική παράσταση έχει σταθερή κλίση ίση με h/e. Αν μεταβάλλουμε επομένως τη συχνότητα, το διάγραμμα θα μετατοπιστεί οριζόντια, χωρίς να αλλάξει η κλίση του. Επίσης θα μπορούσε να προσδιοριστεί πειραματικά η τιμή του h μέσω της εξίσωσης αυτής.
Και πάλι συγχαρητήρια!
Ανδρέα , καλημέρα και θερμά συγχαρητήρια.
Πλήρης.
Καλημέρα σε όλους.
Ανδρέα συγχαρητήρια.
Καταπληκτική εργασία!
Καλησπέρα Ανδρέα!
Η ποτενσιομετρική διάταξη του σχήματος 7.3 σελίδα 229 του σχολικού βιβλίου δεν δίνει τη δυνατότητα να έχει η άνοδος μικρότερο δυναμικό από την κάθοδο ώστε να εφαρμοστεί η τάση αποκοπής. Στη συσκευή του Philipp Lenard o οποίος με τα πειράματά του το 1902 άνοιξε το δρόμο για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, η ποτενσιομετρική διάταξη ήταν τέτοια ώστε να ρυθμίζεται και η πολικότητα της τάσης. Στο σχήμα που έχω προσαρμόσει να βελτιώνει εκείνο του σχολικού βιβλίου, όταν ο δρομέας Δ είναι δεξιά από την επαφή Μ στο μέσον της αντίστασης τότε η άνοδος έχει μεγαλύτερο δυναμικό από την κάθοδο (θετική τάση) και τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται προς την άνοδο. Όταν ο δρομέας Δ είναι στο μέσον Μ τότε η τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου είναι μηδενική. Αν τέλος ο δρομέας Δ είναι αριστερά του Μ τότε η άνοδος έχει μικρότερο δυναμικό από την κάθοδο (Αρνητική τάση) και τα ηλεκτρόνια επιβραδύνονται καθώς κινούνται προς την άνοδο. Αυτό αναφέρεται και στο βιβλίο OΔΗΓΟΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ, Arnold Arons: Μετάφραση επιστημονική επιμέλεια Ανδρέα Βαλαδάκη. και θεωρείται ως ευκαιρία για αποδοτική διδασκαλία.
Καλησπέρα Σαράντο.
Πολύ ωραίο σχήμα.
Καλησπέρα Χριστόφορε!
Ναι και εγώ το θεωρώ χρήσιμο γι αυτό και το ανέβασα.
Πολύ ωραία και τα δικά σου σχήματα με τον Ampere!!
Καλησπέρα Αποστόλη, Χριστόφορε. Σας ευχαριστώ. Ελπίζω να βοηθήσει. Περιέχει και κάποια θέματα εκτός ύλης, αλλά που πρέπει να αναρωτηθούμε.
Αποστόλη σε ευχαριστώ για τη συμπλήρωση. Πράγματι αλλάζοντας το υλικό της καθόδου – οπότε αλλάζει η συχνότητα κατωφλίου f0 και το έργο εξαγωγής φ – η γραφική παράσταση μετατοπίζεται παράλληλα. Για παράδειγμα
Ευχαριστούμε Ανδρέα για την προσφορά σου.
Σίγουρα θα βοηθήσει και θα φανεί χρήσιμο.
Να είσαι καλά.
Σε ευχαριστώ πολύ Βασίλη. Ελπίζω να σου φανεί χρήσιμη.
Καλησπέρα Σαράντο. Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και το συμπλήρωμα με την διάταξη, που δημιουργεί και αρνητική τάση. Στο άρθρο μου απλά το ανέφερα και δεν έκανα κάποια σχετική σχεδίαση. Πολύ έξυπνη η σκέψη για σταθερό σημείο Μ στο μέσον και ο δρομέας να κινείται δεξιά – αριστερά του Μ.
Να είσαι καλά!
Να είσαι καλά Μίλτο. Χαίρομαι που σου άρεσε.
Καλησπέρα Ανδρέα και συγχαρητήρια για την παραπάνω εργασία.
Σίγουρα θα φανεί πολύ χρήσιμη στους συναδέλφους που καλούνται να διδάξουν το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο φέτος.
Καλησπέρα Σαράντο. Πολύ καλό το σχήμα της διάταξης που προτείνεις, αν θέλουμε να έχουμε και αρνητικές τάσεις, χωρίς να αλλάζουμε την πολικότητα της πηγής.
Ανδρέα, γιατί στο Νάτριο και στο Κάλιο έχεις δώσει δύο τιμές για το έργο εξαγωγής;
Και ένα σχόλιο.
Απέδειξες Ανδρέα ότι δεν μπορεί ένα ακίνητο ηλεκτρόνιο να απορροφήσει πλήρως ένα φωτόνιο. Μήπως αυτό παραπέμπει στο φαινόμενο Compton;
Θέλω να πω ότι ο υπολογισμός στο φωτοηλεκτρικό γίνεται με βάση την λογική της πλήρους απορρόφησης του φωτονίου, αφού έτσι εξασφαλίζουμε το μέγιστο της ενέργειας που κερδίζει το ηλεκτρόνιο.
Εξαγωγή όμως μπορούμε να έχουμε και με μικρότερα ποσά ενέργειας, αρκεί να εξασφαλίζουμε το κατώφλι του έργου εξαγωγής.
Αλλά μήπως δεν μπορούμε να εξάγουμε ηλεκτρόνια από ένα μέταλλο και χωρίς αυτά να απορροφήσουν φωτόνια, απλά αυξάνοντας την θερμοκρασία του μετάλλου; (θερμιονική εκπομπή)…
ΥΓ
Αυτό το τελευταίο ας μην το πούμε στο μάθημα… αλλά συμβαίνει ακόμη και σε συνθήκες περιβάλλοντος. Όμως στην πράξη, στο φαινόμενο που μελετάμε, θέλουμε να παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα, μετρήσιμο και όχι μερικά ηλεκτρόνια… Και η διάταξη φωτοπολλαπλασιαστή που δίνεις Ανδρέα, είναι απαραίτητη!
Καλησπέρα Διονύση. Σε ευχαριστώ για τα σχόλια και τις παρατηρήσεις σου. Και μένα με προβλημάτισε το θέμα. Υπήρχαν πολλές ιστοσελίδες με μοναδικές τιμές στα έργα εξαγωγής αλλά αυτή είχε αυτή την ιδιομορφία.
Η πηγή του πίνακα είναι: Work Functions for Photoelectric Effect (gsu.edu)
Για τον Άργυρο γράφει:
The case of silver apppears to be somewhat unique in that the work functions measured for different crystal faces are significantly different. For polycrystalline silver a value of 4.26 eV has been measured, but for a single crystal a value of 4.74 eV has been measured for the face, with intermediate values of 4.64 eV and 4.52 eV . Dweydari, A. W.; Mee, C. H. B. (1975). “Work function measurements on and surfaces of silver”. Physica Status Solidi (a) 27: 223.
Για το Κάλιο και το Νάτριο:
According to a Washington State University posting, the values for K (2.29) and Na(2.36) are for polycrystalline samples.
Πρακτικά καταλαβαίνουμε ότι έχει να κάνει με το κρυσταλλικό πλέγμα του δείγματος με το οποίο έγινε η μέτρηση.
Για το άλλο που λες.
Φωτίζουμε ένα μέταλλο. Στο φαινόμενο Compton η ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου είναι keV ή Mev, ενώ στο φωτοηλεκτρικό είναι μερικά eV.
Δηλαδή το τι θα συμβεί εξαρτάται από την ενέργεια του αρχικού φωτονίου.
Σε χαμηλές ενέργειες, το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι το κυρίαρχο αποτέλεσμα. Από περίπου 200 keV έως περίπου 10 MeV, η σκέδαση Compton είναι το κυρίαρχο αποτέλεσμα. Πάνω από 10 MeV(ακτίνες γ), το κυρίαρχο αποτέλεσμα είναι η παραγωγή ζευγαριών +e, -e.
Θα επανέλθω στο θέμα όμως…
Πολύ καλή και πληρέστατη ανάλυση. Δύο παρατηρήσεις – συμπληρώσεις
α) Παρόλο που το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο μπορεί να λάβει χώρα σε οποιοδήποτε υλικό, παρατηρείται πιο εύκολα από μέταλλα και άλλους αγωγούς. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διαδικασία παράγει μια ανισοκατανομή φορτίου η οποία, εάν δεν υπάρξει ρεύμα, έχει ως αποτέλεσμα το αυξανόμενο “φράγμα” δυναμικού αντίθετης πολικότητας έως ότου σταματήσει τελείως η εκπομπή.
β) Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο οφείλεται η φεγγαρόσκονη που “αιωρείται” στη Σελήνη. Εξ΄αιτίας του φαινόμενου που συμβαίνει στην επιφάνεια της Σελήνης καθώς πέφτει ακτινοβολία από τον ¨Ηλιο η φορτισμένη σκόνη στη συνέχεια απωθείται από την επιφάνεια και ανασηκώνεται από την επιφάνεια του Φεγγαριού. Αυτό εκδηλώνεται σχεδόν σαν ένα συννεφάκι σκόνης, ορατό σαν μια λεπτή ομίχλη και ως αμυδρή λάμψη μετά τη δύση του ήλιου. Αυτό φωτογραφήθηκε για πρώτη φορά από τους ανιχνευτές του προγραμματος Surveyor από περίπου τη δεκαετία του 1960 .
https://www.spacedaily.com/reports/Dust_Gets_A_Charge_In_A_Vacuum.html
Πρόσφατες μετρήσεις μέτρησαν φεγγαρόσκονη σε βράχους μέχρι και σε ύψος 28 εκατοστά
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL083611